The treatment of High Algae Content Chaohu Lake Source Water by HCA-1 Cation Water Treatment Chemical
合肥市自来水公司中心化验室
姚 萱 摘要：巢湖是合肥市供水水源之一，多年来由于水体富营养化程度不断加剧，水体中藻类繁殖，藻含量最高时达5亿个/L，给制水生产带来困难。通过实验室及生产上应用，我们证实在使用无机混凝剂的同时籍助HCA-1的强阳离子基团和活性吸附基团，可将藻类大量吸附下沉，提高混凝效果，在保证出水水质的前提下节约药耗15～30%，降低制水成本12.7～23.6%,因其便于投加、运输、储存，因而它是一种高效、经济实用的净水材料。
关键词：HCA-1高藻水、阳离子、巢湖 Abstract:Chaohu lake is one of the sources of water supply in Hefei.Since the eutrophication in the lake is more and more serious these years,the algae propagates to large amount,up to five hundred million per litre.Tthat leads to a bad effect on flocculation.Through laboratory test and full-scall investigations,we found that the application of inorganic coagulant together with HCA-1,using its strong cation radical and the active adsorption radical,can adsorb a puantity of algae,and then the algae can be removed after sedimentation,Meanwhile the application of HCA-1 can improve the effect of coagulation,to achieve the same water supply quality,the coagulant dosage was reduced by 15-25% and the water-product costs can be reducedby 12.7-23.6%,It is convenient in additive and transportation and store.So HCA-1 is one kind of effective and economical water treatment chemical.
Keywords:HCA-1 High algae content water cation chaohu lake 一、产品简述 HCA-1阳离子净水剂属二甲基二烯丙基季胺盐，由江苏太仓化工建材总厂和上海理工大学联合研制生产，由江苏省卫生防疫站监督检验，质量符合生活饮用水处理剂标准。市售HCA-1固含量为40%，分子量在10万左右，阳离子度>90%，残余单体3.9%，商品的毒性及致畸变性实验由苏州医学院及第地珲医大学检测证实：急性经口毒为轻度蓄积性；Ames试验、微核发生率及精子畸变率证明HCA-1原液无致敬突变作用。在生产应用中HCA-1的投加量低于0.3mg/L，远低于毒性试验中所提出的5%应用液的浓度，因而在使用上是较安全的。
HCA-1属阳离子型线型高分子聚合物，水溶性好，能完全溶解于水呈真溶液。其作用机理是籍助聚合物本身含有的阳离子基因和活性吸附基团，对悬浮胶粒和含负电荷的物质通过电中和和吸附架桥等作用使之失稳、絮凝。由于有机高分子有极高的聚合度故其架桥作用远较多核型无机混凝剂强烈。
在巢湖高藻期，大量藻类飘浮在池的上部，水体PH值上升，混凝效果差，出水水质下降，水大量藻类进入滤池增加了滤池的负担。由于藻类表面带负电荷，易与阳离子型HCA-1接触，使其絮凝成才，加速其沉淀去除。虽然加液氯可去除部分藻类，但成本高，同时易造成卤代烃的大量生成。 二、实试室小试： 实验室烧杯试验使用六联搅拌机进行，于1000mL烧杯中置1000mL水样，加入药剂后以300r/min，接着以100r.min反应8min，静止沉淀20min后测定上清液的余浊。混合及反应部分的G值分别为192及43.85-1，GT值分别为23040和21024。试验时将HCA-1配制成1%的稀溶液的，混凝剂采用亚铁氯化液FeSO4CL2=7:1(简称铁）、液体聚合铝AL2O3：12%（简称铝），以HCA-1作为助凝剂，以不同混凝剂、不同的投加量及助凝剂的投加之间进行对比，从各系列试验中确定每次实验的最佳投量。试验结果见下表： | 试验时间 | 源水情况 | 原材料投加情况 | 最佳投量（mg/L) | 余浊（NTU） | | 98.04.15 | 浊度：39NTU PH值：7.15 | 铁 | 25 | 4.3 | | 铁+HCA-1 | 20+0.15 | 4.6 | | 98.04.16 | 浊度：26NTU PH值：7.16 | 铝 | 20 | 12.4 | | 铝+HCA-1 | 20+0.10 | 3.4 | | 98.05.20 | 浊度：20NTU PH值：8.40 藻类：1500万个/L | 铝+铁 | 20+15 | 5.9 | | 铝+铁+HCA-1 | 15+15+0.1 | 6.0 | | 铝+铁+HCA-1 | 15+15+0.1 | 1.74 | | 铝+HCA-1 | 30+0.2 | 1.84 | | 铝 | 40 | 2.3 | | 98.05.21 | 浊度：24NTU PH值：8.59 藻较多水呈淡绿色 | 铝 | 40 | 4.2 | | 铝+HCA-1 | 40+0.1 | 3.1 | | 铝+HCA-1 | 30+0.2 | 3.1 | | 铝+HCA-1 | 30+0.1 | 4.4 | | 铁+HCA-1 | 30+0.2 | 2.2 | | 98.05.22 | 浊度：58NTU PH值：9.16 藻类：3500万个/L | 铝+铁+HCA-1 | 20+40+0.2 | 2.3 | | 铝+铁+HCA-1 | 25+30+0.2 | 5.5 | | 铝 | 74 | 5.9 | | 铝+铁 | 40+30 | 5.9 | | 98.09.01 | 浊度：25NTU | 铝 | 30 | 5.9 | | | PH值：9.19 | 铝+HCA-1 | 25+0.2 | 4.0 |
在试验中我们发现，投加HCA-1后矾花出现时间早，分离效果好，下降迅速。从上表中可以看出：HCA-1投加量少，不论与聚合铝和亚铁氯化液作用都可起到助凝作用；在水体藻类含量、PH值高时其助凝效果同样明显，且与亚铁作用较铝盐为好，制水成本下降，因而有必要进行生产性试验，以进下验证其结果。 三、生产性试验： 将HCA-1配制成5%浓度，放入高位池中溶解，充分搅拌，重力投加。试验时选取合肥第五水厂的两套完全平行的处理系统，其设计参数和建筑物结构完全相同。控制水量和反应池出水浊度基本相同。用亚铁氯化液（FeSO4:Cl2=7:1)和液体聚合铝（Al2O2：12%）作为混凝剂。其中2#反应池在投加混凝剂的同时投加液氯以杀藻助凝，而3#反应池在混凝剂投回lmin后，投加HCA-1水溶液。对比两组沉淀池出水余浊、药耗。检测频度为每小时一次。在试验中两组反应池亚铁氯化液投加量固定在20mg/L，用计量泵来调节聚合铝的投加量。试验期间源水浊度78～230NTU，藻类含量1.76～4.6亿个/L，PH值：9.18。试验日期为6月10～14日，以沉淀池较反应池出水浊度的去除率考察其净水效果。试验数据的统计结果见图1和图2： 
在生产试验过程中我们观察到，3#沉淀池由于投加了HCA-1池面的浮藻明显减少，意义不仅在于提高出水水质，且减轻了滤池的负担。投加0.1mg/LHCA-1后3#池的实际制水成本较2#池下降12.7%，且原水藻类含量越高效果越明显。
98年6月19日--22日在同样取用巢湖源水的合肥第四水厂也进行了HCA-1的投加试验，HCA-1平均投加量为0.25mg/L，投药点采用混合后lmin和絮凝中段各摊贩一半剂量的方法试验后将数据与试验前后的沉淀池出水水质和药耗进行对比。试验结果为在相同沉淀池出水水质的条件下，投加0.25mg/L的HCA-1可节约药耗30%。四水厂在98年、99年高藻期间均采用投加HCA-1来处理巢湖高藻水，净水效果明显。实际制水成本下降23.6%。出水水质经国家城市供水水质监测网合肥监测站检测水质符合《国家生活饮用水卫生标准》。 四、 结论 以HCA-1为助凝剂处理巢湖高藻水具有明显效果，适用的PH值的范围也较广。在保证出水水质的前提下，当投加量在0.1--0.25mg/L时可节约药耗15——30%，降低制水成本12.7--23.6%，遏制了铝盐、液氯大量投加所带来的负作用。投加HCA-1后，池面浮藻明显减少，减轻了滤池的负担。产品毒性低，投加量少，投加方式简单，运输、储存方便，是一种高效、经济、安全的净水材料。 参考文献
（1）费渭泉 兰州市自来水公司 阳离子型有机高分子混凝剂HCA-1处理兰州水，城镇供水.1993:1:7-10 | 
